捕捉中微子:奶壶大探测器也能办
时间:2017-12-07

  捕捉中微子:大奶罐探测器可以做到 - 新闻中心 - 科学网

  科技日报北京8月6日电(记者聂翠荣)现有的中微子探测器埋在地下数千吨的怪物,可以切断宇宙射线等背景辐射,观察到足够数量的中微子。

  最近在“科学”杂志上发表的一篇论文指出,利用探测器只能把奶锅的大小,首先捕获中微子和原子核相干散射,才能完成那些多年来探测巨器的重要目标失败,实验验证了40多年前提出的物理学理论。

  1974年,麻省理工学院理论物理学家丹尼尔·弗雷德曼提出了核子的中子相干弹性散射理论,认为中微子和其他量子粒子一样具有波粒二象性。换句话说,中微子的波长随粒子的能量而变化,当它们处于高能态时,它们只与一个质子或中子相互作用。当它们处于低能态时,它们将与含有全部质子和中子的离子发生反应,包括整个核相干效应,中微子从原子核中反弹,从而发出一个可检测的信号。

  几十年来,物理学家一直在试图使用核反应堆来寻找这种弹性散射效应,但没有任何获得。杜克大学的物理学家凯特·舍伯格(Kate Scherberger)解释说,就质量而言,中微子就像乒乓球,就像保龄球一样,从中微子中弹出核子,就像用乒乓球打保龄球一样。为了验证弗里德曼的理论,我们需要检测到核已经被中微子反弹回来。

  这次,SEGELBERG和其他80位科学家共同组成了实验组,最终首次探测到了中微子核相干散射。

  使用钠掺杂的碘化铯晶体,他们为牛奶罐制造了大型,高灵敏度的探测器,用于测试橡树岭国家实验室散裂中子源(SNA)装置产生的中微子。

  当中微子通过时,即使有轻微的信号,碘化铯晶体中的核也会反弹,而碘化铯晶体会产生可检测的闪烁。在461天的实验数据中,他们共观测到134个中微子散射事件。

  费雷德曼在接受采访时表示:真的很兴奋。 43年来,我的理论终于被实验验证了。

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